科學(xué)家解碼2.52億年前海洋生物統(tǒng)治地位轉(zhuǎn)換之謎

中新網(wǎng)武漢9月12日電 (王俊芳 馬芙蓉)在三疊紀(jì)前的海洋里，腕足類動(dòng)物是最常見(jiàn)的底棲生物。但在二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交(2.52億年前)生物大滅絕后，雙殼類超越腕足類動(dòng)物，全面接管海洋生物群落。兩者統(tǒng)治地位因何轉(zhuǎn)變?學(xué)界持不同觀點(diǎn)。

記者12日從中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)獲悉，該校陳中強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與英國(guó)布里斯托大學(xué)科研人員合作，通過(guò)古生物大數(shù)據(jù)和古生態(tài)模擬分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致上述兩類生物統(tǒng)治地位轉(zhuǎn)換的根本原因在于2.52億年前的大滅絕事件與環(huán)境因素。相關(guān)成果于近日發(fā)表在國(guó)際著名期刊《自然·通訊》。

腕足類化石(左)與雙殼類貝殼(右)。陳中強(qiáng)供圖

陳中強(qiáng)介紹，腕足類和雙殼類動(dòng)物具有相似的形態(tài)以及生態(tài)位置的重疊，自19世紀(jì)60年代起，科學(xué)界即假設(shè)兩者具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，具有生理優(yōu)勢(shì)的雙殼類逐步取代古生代劣勢(shì)的腕足類。然而，也有不同觀點(diǎn)認(rèn)為兩者不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交大滅絕事件導(dǎo)致這次轉(zhuǎn)換。

針對(duì)上述爭(zhēng)論，陳中強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)5億年來(lái)的近33萬(wàn)條化石記錄進(jìn)行模擬分析，計(jì)算出這兩類生物長(zhǎng)時(shí)間尺度的新生與滅絕速率。結(jié)果表明，兩者在侏羅紀(jì)之前具有彼此相似的多樣性速率演化趨勢(shì)，證明兩者均受到主要環(huán)境事件的影響。

此外，研究團(tuán)隊(duì)利用多變量生滅模型模擬發(fā)現(xiàn)，大滅絕后整個(gè)海洋生物多樣性的銳減，促進(jìn)了兩者新生率上升，而雙殼類與腕足類并不存在顯著的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。值得注意的是，大滅絕后，急劇升高的海水溫度限制了腕足動(dòng)物的生存與復(fù)蘇，但雙殼類沒(méi)有受到影響。

研究結(jié)果表明，2.52億年前的大滅絕事件對(duì)腕足類造成災(zāi)難性打擊，從而導(dǎo)致兩類動(dòng)物多樣性的轉(zhuǎn)換;雙殼與腕足對(duì)外界環(huán)境耐受程度上的差異，進(jìn)一步加速這一轉(zhuǎn)變的發(fā)生。

陳中強(qiáng)表示，此研究強(qiáng)調(diào)了環(huán)境因素對(duì)生物宏演化歷史的塑造作用，面對(duì)如今全球快速變化的氣候環(huán)境，如何進(jìn)行生物保護(hù)，避免腕足類悲劇的再度發(fā)生是迫切需要考慮的問(wèn)題。